Chuong 1a ung dung cac phan doan dau mo nhe

Môn: HÓA HỌC VÀ SẢN PHẨM DẦU PHẦN HÓA HỌC GS.TS Đinh Thị Ngọ Chương 1a: Ứng dụng phân đoạn dầu mỏ GS.TS Đinh Thị Ngọ Nội dung chương Chương 1a 1.1.Phân đoạn khí 1.2 Phân đoạn xăng 1.3 Phân đoạn kerosen Chương 1b 1.4 Phân đoạn gasoil nhẹ 1.5 Phân đoạn gasoil nặng 1.6 Phân đoạn cặn gudron Tổng quan chung phân đoạn dầu mỏ * Phân đoạn naphta: nhiệt độ sôi nhỏ 180oC, bao gồm thành phần từ C5 ÷ C10, C11 * Phân đoạn kerosen: nhiệt độ sôi từ 180 đến 250oC, chứa hydrocacbon từ C11 ÷ C15, C16 *Phân đoạn gasoil nhẹ: nhiệt độ sôi từ 250 đến 350oC chứa thành phần C16 ÷ C20, C21 * Phân đoạn gasoil nặng (còn gọi phân đoạn dầu nhờn), nhiệt độ sôi từ 350 đến 500oC, bao gồm C21 ÷ C25, chí đến C40 * Phân đoạn cặn gudron với nhiệt độ sôi 500oC, gồm thành phần có số nguyên tử cacbon từ C41 trở lên, giới hạn cuối đến C80 1.1 Phân đoạn khí 1.1.1 Khí làm nguyên liệu tổng hợp hoá dầu a.Tổng hợp amoniac -Amoniac (NH3) nguyên liệu ban đầu để tổng hợp phân đạm [ NH4NO3, (NH4)2SO4, NaNO3 , (NH2)2CO v.v ] Quá trình tổng hợp sử dụng chủ yếu khí thiên nhiên, qua giai đoạn sau: -Đầu tiên chuyển hoá thành khí tổng hợp (quá trình reforming nước): CH4 + O2  CO + 2H2 CH4 + H2O CO + 3H2 CO + H2O  CO2 + H2 -Sau loại bỏ CO tiếp đến giai đoạn tổng hợp amoniac: N2 + 3H2  2NH3 + Q -Xúc tác cho phản ứng oxyt Fe2O3, Fe3O4, FeO, Al2O3, Cr2O3, TiO2 v.v Hiện nay, công nghiệp sử dụng xúc tác Fe3O4 có thêm Al2O3 Phản ứng xảy điều kiện áp suất cao (25 đến 100 MPa), nhiệt độ 500oC 1.1 Phân đoạn khí Nhà máy đạm Phú Mỹ 1.1 Phân đoạn khí 1.1.1 Khí làm nguyên liệu tổng hợp hoá dầu b.Tổng hợp metanol -Metanol phụ gia chứa oxy tốt để tổng hợp DME, pha vào xăng nâng cao trị số octan Từ metanol tổng hợp MTBE -Có thể tổng hợp metanol cách oxy hoá không hoàn toàn metan Phản ứng xảy theo chế chuỗi: CH4  CH3• + H• CH3• + [O]  CH3O• CH3O•  HCHO + H• CH3O• + CH4  CH3OH + CH3• Xúc tác sử dụng trình là: V2O5, BiMoO4 MoO3 chất mang cabosit aerosit; kim loại Fe, Ni, Cu, Pd oxyt chúng; hỗn hợp oxyt kim loại -Ngày nay, công nghiệp, xúc tác sử dụng V2O5, với nguyên liệu hệ CH4 − O2 − NO; điều kiện khác nhiệt độ 883K, áp suất từ 20 đến 100 at 1.1 Phân đoạn khí 1.1.1 Khí làm nguyên liệu tổng hợp hoá dầu b.Tổng hợp metanol Metanol biết đến methyl alcohol, wood alcohol, wood naphtha wood spirits cấu trúc hóa học CH3OH, rượu đơn giản nhất, nhẹ, dễ bay hơi, không màu, dễ cháy Ở nhiệt độ phòng chất lỏng sử dụng chất chống đông, dung môi, nhiên liệu chất hoạt tính Nó dùng để tạo phụ gia DME, nhằm pha vào diesel làm tăng khả cháy 1.1 Phân đoạn khí 1.1.1 Khí làm nguyên liệu tổng hợp hoá dầu b.Tổng hợp metanol 1.1 Phân đoạn khí b.Tổng hợp metanol Methanol Plant in the Georgia Gulf, U.S.A., 1,000 mtd of Methanol 1.2.Phân đoạn xăng Xăng máy bay *Xăng máy bay phải có tiêu cần thiết sau -Trị số octan lớn 100; phải đảm bảo trị số octan hỗn hợp cháy thiếu xăng, thừa không khí (hỗn hợp nghèo) hỗn hợp cháy thừa xăng, thiếu không khí (hỗn hợp giàu) -Quá trình cất cánh phải sử dụng công suất tối đa, lượng xăng hỗn hợp phải tăng tối đa (gọi hỗn hợp giàu) -Quá trình hạ cánh động phải giảm công suất, lượng xăng giảm (hỗn hợp nghèo) Trị số octan trường hợp hỗn hợp giàu gọi trị số phẩm độ -Người ta thể trị số octan xăng máy bay phân số, đó: tử số trị số octan, mẫu số trị số phẩm độ Ví dụ xăng loại B 100/130 100 trị số octan, 130 trị số phẩm độ 1.2.Phân đoạn xăng Xăng máy bay -Thành phần cất phân đoạn xăng máy bay phải lấy hẹp (từ 40 đến 180oC) để tránh có nhiều cấu tử nhẹ tạo nút hệ thống cấp liệu, có nhiều cấu tử nặng, cháy cháy không hoàn toàn tạo cặn -Hàm lượng olefin phải thấp (< 3%) để tránh trùng hợp tạo nhựa, làm cho xăng bị biến màu không bảo quản lâu -Nhiệt độ đông đặc thấp (naphten> lửa không khói phải aromat cao, ≥ 20 mm (định nghĩa chiều cao lửa không khói cách xác định) 1.3.Phân đoạn kerosen Các yêu cầu trình cháy Các tiêu kỹ thuật cần có Thành phần hóa học cần có Tỏa nhiệt lớn gây nên phản lực 2.Nhiệt trị phải ≥ 11.200 Kcal/Kg 2.Parafin> Naphten >Aromat 3.Không đông 3.Nhiệt độ đông đặc 3.Naphten> Parafin> đặc nhiệt độ thấp nhiên liệu phải < Aromat (độ linh động cao) -50 oC 4.Động không bị ăn mòn Nhiên liệu sạch, chứa lưu huỳnh Hàm lượng lưu huỳnh max 0,1% 1.3.Phân đoạn kerosen 1.3.Phân đoạn kerosen –Nhiên liệu phản lực 1.3.Phân đoạn kerosen 3.3.3.Ứng dụng làm dầu hỏa dân dụng -Từ phân đoạn kerosen, với khoảng sôi 200 đến 310oC sản xuất dầu hoả, sử dụng làm dầu hoả dân dụng như: thắp sáng, đun nấu -Đặc tính quan trọng chiều cao lửa không khói Để đảm bảo lửa sáng đẹp, rõ, đều, chiều cao phải lớn 20 mm Như vậy, hydrocacbon parafinic naphtenic đáp ứng yêu cầu -Nhiên liệu chứa nhiều hydro-cacbon thơm cho chiều cao lửa không khói nhỏ 20 mm, đồng thời lửa đỏ, tạo nhiều tàn -Nếu nhiên liệu chứa nhiều lưu huỳnh, gây độc hại trực tiếp cho người sử dụng mà làm cho bóng đèn mờ đi, không đảm bảo cường độ chiếu sáng lửa 1.3.Phân đoạn kerosen –dầu hỏa dân dụng Kết thúc Chương 1a GS.TS Đinh Thị Ngọ [...]... khoảng nhiệt độ sôi dưới 180oC, phân đoạn xăng bao gồm các hydrocacbon từ C5 ÷ C10, C11 Cả ba loại hydrocacbon parafinic, naphtenic, aromatic đều có mặt trong phân đoạn - Thành phần số lượng các hydrocacbon rất khác nhau, phụ thuộc vào nguồn gốc dầu thô ban đầu Chẳng hạn, từ họ dầu parafinic sẽ thu được xăng chứa nhiều parafin -Ngoài hydrocacbon, trong phân đoạn xăng còn có các hợp chất lưu huỳnh, nitơ... (gọi là trị số octan theo RON) và phương pháp môtơ (gọi là trị số octan theo MON) Điểm khác nhau của hai phương pháp chủ yếu là do số vòng quay của môtơ thử nghiệm -Theo RON: Số vòng quay của môtơ thử nghiệm là 600 v/ph -Theo MON: Số vòng quay của môtơ thử nghiệm là 900 v/ph *Thông thường, trị số octan theo RON thường cao hơn MON Mức chênh lệch đó phản ánh: ở một mức độ nào đó tính chất của nhiên liệu... lửa chưa lan truyền tới, gây ra sự cháy kích nổ -Có thể sắp xếp khả năng chống kích nổ của các hydrocacbon như sau: Hydrocacbon thơm > olefin mạch nhánh > parafin nhánh > naphten có nhánh > olefin mạch thẳng > naphten > parafin mạch thẳng > parafin mạch thẳng lớn *Như vậy, trong xăng chứa càng nhiều hydrocacbon thơm hoặc izoparafin thì trị số octan càng cao 1.2.Phân đoạn xăng Các khái niệm trị số octan... theo RON: Số vòng quay của môtơ thử nghiệm là 600 v/ph *Trị số octan theo MON: Số vòng quay của môtơ thử nghiệm là 900 v/ph RON – MON = S (độ nhậy) 1.2.Phân đoạn xăng Các khái niệm trị số octan khác nhau *Trị số octan trên đường -Khả năng chống kích nổ của một loại nhiên liệu nào đó, ngoài sự phụ thuộc chủ yếu vào thành phần hydrocacbon, còn phụ thuộc vào chế độ làm việc thực tế của động cơ, tức là xe... thực tế của động cơ, tức là xe đang chạy ở tốc độ nhanh chuyển sang tốc độ chậm, ở những nơi đường xấu phải phanh gấp, thời tiết thay đổi đột ngột v.v thì hiện tượng cháy kích nổ có thể xảy ra -Do vậy, ngoài việc đánh giá khả năng chống kích nổ của hydrocacbon trong nhiên liệu bằng phương pháp MON hoặc RON, còn phải đánh giá khả năng chống kích nổ của nhiên liệu bằng phương pháp đo sự thay đổi trị số... nhạy của nhiên liệu đối với chế độ làm việc thay đổi của động cơ Mức chênh lệch giữa RON và MON càng thấp càng tốt 1.2.Phân đoạn xăng c.Ảnh hưởng của thành phần nhiên liệu đến tính chất cháy trong động cơ Trị số octan *Mỗi loại xăng khác nhau có khả năng chống kích nổ cũng khác nhau Người ta thấy rằng: -Các hydrocacbon phân tử nhỏ như parafin mạch nhánh, các aromat chỉ cháy được sau khi điểm hoả, có... 1.1.2 Khí làm nhiên liệu đốt b.Khí dầu mỏ hoá lỏng (LPG) -Thành phần chủ yếu của LPG bao gồm các hydrocacbon parafinic như propan, butan Ngoài ra, tuỳ thuộc vào phương pháp chế biến mà trong thành phần của nó còn có thể có mặt một lượng nhỏ olefin như propylen, butylen -Khi hoá lỏng, thể tích của các hydrocacbon giảm, ví dụ 1 lít propan lỏng cho 270 lít hơi ở 1 at, 1 lít butan lỏng cho 238 lít hơi ở 1... thì các phần có nhiệt độ sôi thấp (ngoại trừ izo-pentan, benzen) có trị số octan thấp so với xăng nói chung -Trong một số chế độ làm việc của động cơ, có xảy ra sự chia tách xăng bị hoá hơi trong động cơ, dẫn đến xylanh được nạp nhiều thành phần có nhiệt độ sôi thấp, bốc hơi nhanh nhưng lại thiếu hydrocacbon có nhiệt độ sôi cao (có khả năng chống kích nổ cao hơn) -Hiện tượng này dẫn tới sự kích nổ khi... hợp chất lưu huỳnh, nitơ và oxy Các chất chứa lưu huỳnh thường ở dạng hợp chất không bền như mercaptan (RSH) Các chất chứa nitơ chủ yếu ở dạng pyridin; còn các chất chứa oxy rất ít, -Các chất nhựa và asphanten đều chưa có 1.2.Phân đoạn xăng 1.2.2.Xăng làm nhiên liệu a.Động cơ xăng 1.2.Phân đoạn xăng b.Bản chất của quá trình cháy trong động cơ xăng Động cơ xăng và giải thích quá trình cháy kích nổ 1.2.Phân... luôn nhỏ hơn RON Sự cách biệt giữa RON và R−100oC gọi là ∆RON; giá trị này thường dao động trong khoảng 4 đến 12 đơn vị -Đối với xăng reforming xúc tác, trị số octan phân bố không đồng đều do các hydro-cacbon thơm, là các cấu tử có trị số octan cao hầu như nằm ở phần có nhiệt độ sôi cao nên ∆RON thường cao -Còn xăng cracking xúc tác, do chứa nhiều izo-parafin nên chênh lệch ∆RON thấp, có nghĩa là trị